Crean mini-cerebros humanos con ingeniería genética

Una investigación, cuyos resultados se presentaron inicialmente en la 2018 Neuroscience Meeting y que ha sido publicada ahora en la revista Cell Stem Cell, ha logrado crear mini-cerebros humanos en laboratorio a partir de células madre modificadas genéticamente. Estas estructuras sintéticas generan señales de actividad neurológica (ondas cerebrales) similares a las del cerebro de un bebé humano prematuro.

Más concretamente, los investigadores se valieron de células madre humanas para que formaran tejido del córtex, una región del cerebro que controla la cognición e interpreta la información sensorial.

Observaron que crecieron cientos de organoides cerebrales durante 10 meses y analizaron las células individuales de ese tejido para confirmar que expresaban la misma colección de genes que se ven en los cerebros humanos en desarrollo.



Fue así como contemplaron que en ese tejido cerebral en desarrollo se producían ondas cerebrales similares a las de los humanos, mediante unos patrones eléctricos parecidos a los de los bebés prematuros.

Patrones eléctricos EEG

Registraron patrones eléctricos, o actividad de electroencefalograma (EEG), a través de la superficie de esos mini cerebros. Cuando los investigadores compararon estos ritmos con los EEG de los bebés prematuros, encontraron que los patrones de los organoides imitaban a los de los bebés nacidos entre las 25 y las 39 semanas posteriores a la concepción.

El director de esta investigación, Alysson Muotri, aclara que este descubrimiento no significa que esos organoides puedan considerarse cerebros humanos, ya que no contienen todos los tipos de células que se encuentran en la corteza cerebral humana y tampoco se conectan a otras regiones del cerebro.

Las aplicaciones

Aunque el trabajo es preliminar, las similitudes con los patrones de EEG prematuros en los bebés sugieren que los organoides 1Los organoides son grupos de células cultivadas en laboratorio que proceden de un tejido o de células madre que permiten a los científicos observar en directo pequeños órganos, como corazones, cerebros, hígados o riñones, ya que al tener la misma forma y función que las células primarias, imitan al órgano de origen. podrían eventualmente ser útiles para estudiar trastornos del desarrollo cerebral, como la epilepsia o el autismo.

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Además, estudiar cómo se originan los patrones de EEG en un organoide podría ayudar a comprender cómo emergen los ritmos de EEG en un cerebro humano en desarrollo.

Falso color de una porción de organoide cerebral humano de un paciente con trastorno del espectro autista. Forto: Alysson Muotri, UC San Diego Health.
Falso color de una porción de organoide cerebral humano de un paciente con trastorno del espectro autista. Forto: Alysson Muotri, UC San Diego Health.

Conciencia y bioética

Ésta, como toda investigación que replique o modifique de forma sintética estructuras vivas, conlleva ciertos problemas éticos. El más relevante en este caso tiene que ver con el problema mente-cerebro ya que la comunidad científica se pregunta si de estos mini-cerebros puede emerger algún tipo de conciencia.*
Al respecto, Muotri reconoce que podría ser difícil saber cuándo un organoide está volviéndose consciente, ya que los científicos ni siquiera están de acuerdo en cómo medir la consciencia en los adultos o cuándo aparece en los bebés. En cualquier caso, Muotri se plantea detener el proyecto si hubiera evidencia de que los organoides se han vuelto conscientes, aunque por ahora sean muy primitivos.

El conflicto está determinado por el paradigma computacional de la mente, una visión simplista que mira al cerebro como el todo del fenómeno mental. Para algunos neurocientíficos heterodoxos esto no sería un problema, ya que el cerebro sin cuerpo no podría experimentar su entorno 2Es por esto que los artífices de este descubrimiento se proponen cultivar organoides durante más tiempo para ver si continúan madurando, así como para averiguar si esos mini-cerebros funcionan como una corteza cerebral normal, conectándolas a organoides que simulan otras partes del cerebro o del cuerpo. y la conciencia es un fenómeno que depende de dicha experiencia.*

Por lo que lo único que se puede replicar por el momento en un laboratorio son fenómenos físico-químicos que, aunque se correlacionen con patrones de un cerebro natural, están muy alejados de “lo consciente” visto como un fenómeno montado en un historia evolutiva irremplazable por la biotecnología.*

Aún así, es importante valorar la prudente postura como la del neurocientífico Christof Koch, presidente y director científico del Allen Institute for Brain Science en Seattle, Washington, citado por la revista Nature, quien asegura que “cuanto más nos acerquemos al bebé prematuro, más debemos preocuparnos” de estos aspectos éticos.

 

 

Referencias   [ + ]

1. Los organoides son grupos de células cultivadas en laboratorio que proceden de un tejido o de células madre que permiten a los científicos observar en directo pequeños órganos, como corazones, cerebros, hígados o riñones, ya que al tener la misma forma y función que las células primarias, imitan al órgano de origen.
2. Es por esto que los artífices de este descubrimiento se proponen cultivar organoides durante más tiempo para ver si continúan madurando, así como para averiguar si esos mini-cerebros funcionan como una corteza cerebral normal, conectándolas a organoides que simulan otras partes del cerebro o del cuerpo.
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